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Autor: Jung, Karlheinz
Titel:Mehrreihige Filmkühlung an gekrümmten Oberflächen
Dissertation:TU Darmstadt, Fachbereich Maschinenbau, 2001

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DateinameInhaltFormatGröße (Byte) Kommentar
Dissertation_part_a.pdf Teil 1 (Kapitel 1 - 5) 5072607
Dissertation_part_b.pdf Teil 2 (Kapitel 6, 7, Anhang) 2188577

Abstract auf Deutsch:


Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag leisten zum besseren Verständnis der Wirkung der Oberflächenkrümmung auf die Filmkühlung von Gasturbinenschaufeln speziell bei Ausblasung aus zwei oder mehreren Reihen von Filmkühlbohrungen.
Hierzu werden zuerst die Gesetzmäßigkeiten, die bei Filmkühlung allgemein und speziell bei Kühlluftausblasung an gekrümmten Oberflächen auftreten, analysiert. Zur experimentellen Untersuchung wurde ein geeigneter Prüfstand aufgebaut und ein spezielles, auf der Wärme-Stoff-Analogie basierendes Messverfahren adaptiert. Über Messungen an vergleichbaren Basiskonfigurationen konnte der Nachweis der Funktionsfähigkeit geführt werden
Anschließend werden die gewonnenen experimentellen Ergebnisse systematisch analysiert. Bei den Untersuchungen wurden sowohl die Oberflächenkrümmung (je zwei konkave und konvexe Krümmungen, ebene Platte), zwei verschiedene Lochreihenabstände, mehrere Ausblaseraten und stichpunktartig auch die Reynoldszahl des Hauptstroms variiert. Bei der Analyse der Daten wird besonderes Augenmerk zum einen auf den Einfluss der Oberflächenkrümmung bei verschiedenen Ausblaseraten und zum anderen auf den Einfluss des Lochreihenabstandes gelegt
Ergänzend wird aufbauend auf Daten aus der Literatur ein einfacher Ansatz zur halbempirischen Beschreibung des Einflusses der Oberflächenkrümmung aufgestellt. Dieser gilt in dem hier durchgeführten Umfang für Filmkühlung mit Ausblasung aus einem Kühlluftschlitz und ist von seiner Struktur her auch auf Filmkühlung mit Ausblasung aus diskreten Bohrungen erweiterbar.



Abstract auf Englisch:

The objective of this thesis is to contribute a better understanding of curvature effects on film cooling from two (or more) rows of holes of gas turbine blades and vanes.
Primarily the theoretical principles of film cooling, especially with film injection on curved surfaces, are analyzed. For experimental investigations a test facility was build up and a measurment technique based on the analogy of heat and mass transfer was established. Measurements on comparable basis configurations demonstrated the operativeness of this technique.
The obtained experimental results were systematically analyzed. Two different radii of curvature and two streamwise distances of the rows considered. Additionally, the blowing rates are varied in a wide range and different main stream Reynolds numbers were considered. Special attention was turned on the influence of surface curvature at different blowing rates and on the influence of row distance.
Based on some literaure data a simple approach to describe the influence of surface curvature was developed. This correlation is valid for film cooling with slot injection. The structure of the correlation permits the extension for film cooling with injection through discrete holes.


Dokument aufgenommen :2002-01-30
URL:http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000186